الخرسانة الليفية هو اسم آخر ل الخرسانة المسلحة بالألياف (FRC). وهي عبارة عن خرسانة مصنوعة من الأسمنت والركام و ألياف التسليح القصيرة مختلطة من خلال الدفعة.
الهدف بسيط. تساعد الألياف على التحكم في التشقق. كما أنها تحسن المتانة في العديد من الخلطات. يمكن أن تدعم بعض أنواع الألياف المتانة في البيئات القاسية.
ما هي الخرسانة الليفية (الخرسانة المسلحة بالألياف)؟
الخرسانة الليفية هي خرسانة تحتوي على الألياف المنفصلة داخل المزيج. تنتشر الألياف عبر الحجم بالكامل. لا يتم تركيبها مثل القضبان الفولاذية. فهي جزء من الخرسانة نفسها.
هذا الأمر مهم لأن الخرسانة تميل إلى التشقق. فهي تنكمش أثناء جفافها. يمكن أن تتشقق مبكراً عندما يجف السطح بسرعة. كما أنها تتشقق تحت الحمل لأن الخرسانة ضعيفة في حالة الشد. الخرسانة الليفية لا “توقف جميع التشققات”. إنها تساعد على إبقاء الشقوق أصغر. كما أنها تساعد الخرسانة على التماسك بشكل أفضل بعد حدوث التشقق.
ما هي الألياف المستخدمة في الخرسانة الليفية؟
تأتي ألياف الخرسانة من عدة عائلات من المواد. المجموعات الأكثر شيوعاً هي الألياف الفولاذية, والألياف الزجاجية وألياف البوليمر الاصطناعية.
قد ترى أيضًا الألياف الطبيعية في بعض المنتجات، خاصةً لاحتياجات التعزيز منخفضة التكلفة.
هذه الفئات شائعة في أعمال البناء اليومية:
- الألياف الفولاذية:: قوية وصلبة وجيدة للصلابة والقوة المتبقية بعد التشقق.
- الألياف الاصطناعية (غالباً البولي بروبلين): خفيف، غير قابل للتآكل، يستخدم على نطاق واسع للتحكم في التشققات.
- الألياف الزجاجية (غالباً ما تكون مقاومة للقلويات لأنظمة الأسمنت): تستخدم في الألواح الرقيقة والمنتجات المعمارية.
- ألياف صناعية عالية الترابط (مثل PVA في أنظمة معينة): يُستخدم عند الحاجة إلى التحكم الشديد في عرض الشقوق (شائع في خلائط الأسمنت عالية الأداء أو الإصلاح).
الألياف “الأفضل” ليست عالمية. فالاختيار الصحيح يعتمد على المشكلة التي تريد حلها.
كيف تعمل الخرسانة الليفية؟
تعمل الخرسانة الليفية بشكل أساسي من خلال سد الشقوق.
عندما تبدأ الخرسانة في التشقق، يحاول الشق أن ينفتح. تقاوم الألياف التي تعبر الشق هذا الانفتاح. وهذا يوزع الضغط على العديد من الجسور الصغيرة بدلاً من كسر واحد كبير. وغالباً ما تكون النتيجة نمط تصدع أكثر إحكاماً وسلوك أفضل بعد التصدع.
تتصرف الخرسانة الليفية أيضًا بشكل مختلف في مختلف الأعمار:
- مرحلة الخرسانة الطازجة: تشكل الألياف الدقيقة شبكة صغيرة في العجينة. وهذا يمكن أن يقلل من تشقق انكماش البلاستيك عندما يجف السطح بسرعة.
- مرحلة الخرسانة الصلبة: وتساعد الألياف الأكبر حجمًا (الألياف الاصطناعية أو الفولاذية الكبيرة) على تحمل الحمل بعد التشقق الأول. وهذا يحسن المتانة والقوة المتبقية.
في بعض التصاميم الخرسانية الكثيفة, ألياف البولي بروبلين الدقيقة تُستخدم كتدبير للسلامة من الحرائق لأنها معترف بها كوسيلة للحد من مخاطر تشقق المتفجرات في بعض حالات الأنفاق والخرسانة عالية الأداء.
ما هي الفوائد الرئيسية للخرسانة الليفية؟
تحظى خرسانة الألياف بشعبية كبيرة لأنها تحل المشاكل الشائعة في موقع العمل بتغيير واحد بسيط: إضافة الألياف أثناء الخلط.
تحكم أفضل في التشققات
تُستخدم الألياف الدقيقة على نطاق واسع لتقليل انكماش البلاستيك المتشقق في الساعات الأولى بعد وضعه.
ويمكنها أيضًا دعم التحكم في الترسبات البلاستيكية عن طريق المساعدة في تثبيت المزيج والحد من قنوات المياه النازفة (كما ورد في مناقشات الصناعة حول عمل الألياف الدقيقة).
صلابة ومقاومة أفضل للصدمات
يمكن أن تحسن الألياف الاصطناعية الكلية أو الألياف الفولاذية من المتانة. يمكن أن تتماسك الخرسانة لفترة أطول بعد التشقق. وهذا الأمر ذو قيمة للبلاطات والأرصفة وأنظمة الخرسانة المرشوشة.
دعم المتانة
عادةً ما تعني الشقوق الأصغر حجماً حركة أقل للماء والملح عبر الخرسانة. وهذا يدعم المتانة، خاصةً عندما تكون مخاطر التآكل مصدر قلق.
بناء أسرع في بعض الألواح
في بعض تصاميم الألواح على الأرض، يمكن للألياف أن تقلل أو تحل محل الشبكة الخفيفة التي تستهدف بشكل أساسي التحكم في الشقوق. وهذا يمكن أن يقلل من العمالة في الموقع. لا يزال المشروع بحاجة إلى فحوصات تصميم مناسبة.
ما هي حدود الخرسانة الليفية؟
الخرسانة الليفية لها حدود واضحة. إذا ذكرتها مبكراً، فإنك تتجنب التوقعات الخاطئة.
- الألياف ليست دائماً بديلاً لحديد التسليح. يوفر حديد التسليح قدرة شد محددة في مناطق محددة. يتم توزيع الألياف. لا يزال العديد من الأعضاء الإنشائية بحاجة إلى حديد التسليح حسب الكود والممارسة التصميمية.
- لا تضيف جميع الألياف قوة هيكلية. تستهدف الألياف الاصطناعية الدقيقة بشكل أساسي التحكم في التشققات في مرحلة مبكرة من العمر. فهي لا تحوّل الخرسانة العادية إلى “عوارض مسلحة بالكامل”.”
- جودة الخلط مهمة. يمكن أن يؤدي ضعف تشتت الألياف إلى تقليل الأداء. كما يمكن أن يؤدي التكتل إلى ظهور نقاط ضعف.
- يمكن أن يتغير التشطيب. يمكن أن تؤثر بعض أنواع الألياف، خاصةً الألياف الكبيرة، على ملمس التشطيب. يحل التوقيت الجيد وقابلية التشغيل الصحيحة معظم المشاكل.
إذا كان مشروعك إنشائيًا، فإن النهج الآمن بسيط. اتبع تصميم المهندس. استخدم الألياف كترقية للأداء. لا تستخدم الألياف كطريق مختصر حول قواعد التعزيز.
أين يتم استخدام الخرسانة الليفية؟
تُستخدم الخرسانة الليفية في العديد من القطاعات لأنها مرنة. فالألياف تذهب حيثما تذهب الخرسانة.
تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:
- ألواح على الأرض: المستودعات، والطوابق اللوجستية، والورش، ومناطق انتظار السيارات
- القشور والإضافات: طبقات رقيقة تجف بسرعة
- الخرسانة المسلحة بالخرسانة: الأنفاق، والمنحدرات، والإصلاحات، ودعم التعدين
- منتجات مسبقة الصب: الأنابيب والأغطية والألواح والقنوات
- عناصر زخرفية ورقيقة: تستخدم بعض الأنظمة أليافًا متخصصة للمقاطع الرقيقة وتحسين أداء السطح
- مشاريع خرسانة الأنفاق ومشاريع الخرسانة عالية الكثافة/خلاطة الخرسانة عالية الكثافة: غالبًا ما تتم مناقشة ألياف البولي بروبيلين المايكرو بولي بروبيلين للحد من مخاطر التشظي في سيناريوهات الحرائق في تصميمات محددة
عادةً ما يكون المشروع الأنسب هو المشروع الذي يحتاج إلى التحكم في التشقق أو المتانة أو سرعة وضع الخرسانة. كما أن الخرسانة الليفية مفيدة أيضاً عندما يكون وضع حديد التسليح صعباً بسبب الأشكال المعقدة أو ضيق مساحة العمل.
ما هي الجرعة النموذجية للخرسانة الليفية؟
تعتمد الجرعة على نوع الألياف والأداء المستهدف. لا يوجد رقم واحد يناسب الجميع.
طريقة عملية للتفكير في الجرعة:
- ألياف صناعية دقيقة (غالباً ما يكون البولي بروبلين): المستخدمة للتحكم في التشقق الانكماش البلاستيكي. والمستوى الشائع ذكره للجرعة هو 0.9 كجم/م³ في المناقشات الصناعية حول الألياف الدقيقة، حيث أشارت بعض المصادر إلى أن هذا المستوى يساعد في سد قنوات المياه النازفة ودعم التحكم في الترسبات.
- أنظمة الألياف الهيكلية (غالباً ما تكون ألياف فولاذية): يتم تحديد الجرعة من خلال أهداف التصميم والتحقق منها عن طريق الاختبار، وليس عن طريق “قاعدة عامة واحدة”.”
إرشادات الخلط لا تقل أهمية عن الجرعة:
- أضيفي الألياف ببطء وليس دفعة واحدة.
- اخلط لمدة كافية للتفريق.
- استخدم مخفضات الماء إذا لزم الأمر. تجنب إضافة ماء إضافي “لإصلاح” الركود.
- حافظ على صرامة المعالجة. تساعد الألياف، ولكن لا تزال المعالجة تؤدي إلى خطر التشقق المبكر.
ما هي المعايير والاختبارات المستخدمة للخرسانة الليفية؟
إذا كنت تستخدم الألياف الدقيقة فقط للتحكم في التشققات البلاستيكية الانكماشية البلاستيكية، فإن العديد من المشاريع تعتمد على إرشادات الموردين والتجارب الداخلية.
إذا كنت تستخدم الألياف في المطالبات الهيكلية أو القائمة على الأداء، يصبح الاختبار والمعايير أمرًا بالغ الأهمية.
نقطتان يشار إليهما على نطاق واسع:
- EN 14651 هي طريقة اختبار قياسية تُستخدم لقياس أداء الشد الانحنائي وقوة الشد المتبقية للخرسانة المقواة بالألياف المعدنية.
- غالبًا ما تشير مناقشات التصميم الهيكلي إلى أطر عمل مثل كود نموذج الألياف 2010, التي تعترف بالخرسانة المسلحة بالألياف كمادة للاستخدام الهيكلي في سياقات معينة.
في بعض المناطق، سترى أيضًا أدلة التصميم المحلية التي توائم الاختبار مع سير عمل التصميم المقبول، مثل دليل تصميم FRC الموجه نحو سنغافورة والمرتبط بالرقم SS 674-2021.
إذا كان هدفك هو استبدال الشبكة أو تقليل حديد التسليح في البلاطة، فيجب عليك التعامل مع الأمر على أنه مهمة تصميم. استخدم بيانات الاختبار. استخدم طريقة مقبولة. وثق القرار.
Ecocretefiber™: الدعم العملي لمشاريع الخرسانة الليفية
تعمل خرسانة الألياف بشكل أفضل عندما يكون اختيار المنتج صحيحًا، والجرعة صحيحة، والخلط مضبوطًا.
إيكوكريتي فايبر™ Ecocretefiber™ هي العلامة التجارية للألياف شركة شاندونغ جيانبانغ للألياف الكيماوية المحدودة. نحن ندعم مشاريع الخرسانة الليفية بخيارات المنتجات عبر فئات الألياف الشائعة، بالإضافة إلى إرشادات عملية في موقع العمل.
ما ندعمه عادةً
- اختيار الألياف: الألياف الدقيقة مقابل الكبيرة، بالإضافة إلى مطابقة نوع الألياف مع مشكلة التشقق
- اقتراحات الجرعة بناءً على الاستخدام وظروف الخلط والأداء المستهدف
- نصائح الخلط والتشطيب لتقليل التكتل ومشكلات السطح
- دعم التوثيق للموزعين وعروض المشاريع
إذا كنت ترغب في بناء خط إنتاج مستقر من الخرسانة الليفية، فيمكننا دعم التوريد طويل الأجل والمواءمة التقنية.
الخاتمة
الخرسانة الليفية هي الخرسانة التي تحتوي على ألياف تسليح قصيرة موزعة في المزيج.
تُستخدم للتحكم في التشقق وتحسين المتانة ودعم المتانة. كما تدعم بعض أنظمة الألياف أيضًا التحكم في مخاطر التشقق الناتج عن الحرائق في تصميمات محددة للخرسانة الكثيفة.
تأتي أفضل النتائج من الانضباط البسيط: اختر نوع الألياف المناسب، وتحقق من الجرعة بالتجارب أو الاختبارات، ثم نفذ الخلط والمعالجة بشكل صحيح. إذا كان العنصر إنشائيًا، احتفظ بحديد التسليح حيثما تتطلبه قوانين التصميم، ثم استخدم الألياف كترقية للأداء.
